Сколько джоулей составляет работа газа при изотермическом нагреве 3 моль одноатомного идеального газа, если его объем

Донна

15

Для решения этой задачи, нам понадобятся формулы, связанные с работой газа и изменением его внутренней энергии.

1. Работа газа \(A\) при изотермическом процессе можно вычислить по следующей формуле:

\[ A = -P \cdot \Delta V \]

где \( P \) - давление газа, а \( \Delta V \) - изменение объема газа. В данной задаче, нам известно, что объем увеличился на 10 литров (\( \Delta V = 10 \, \text{л} \)) и давление равно 0,2 МПа (\( P = 0,2 \, \text{МПа} \)). Подставим эти значения в формулу:

\[ A = -0,2 \, \text{МПа} \cdot 10 \, \text{л} \]

2. Чтобы вычислить изменение внутренней энергии газа (\( \Delta U \)) при изотермическом процессе, можно использовать формулу:

\[ \Delta U = 0 \]

Это связано с тем, что в изотермическом процессе температура газа остается постоянной, а изменение внутренней энергии зависит от изменения его объема и работы, но не зависит от получения или отдания теплоты.

3. Следовательно, внутренняя энергия газа не изменилась (\( \Delta U = 0 \)).

4. Теплота, полученная газом (\( Q \)), может быть вычислена как разность между работой газа и изменением внутренней энергии:

\[ Q = A - \Delta U = -0,2 \, \text{МПа} \cdot 10 \, \text{л} - 0 = -2 \, \text{МПа} \cdot \text{л} \]

Таким образом, работа газа составляет \( -2 \, \text{МПа} \cdot \text{л} \), внутренняя энергия не изменилась, а газ получил теплоту в размере \( -2 \, \text{МПа} \cdot \text{л} \). Отметим, что полученная теплота отрицательна, что указывает на то, что газ отдал теплоту окружающей среде.